Luận văn Những yếu tố tạo nên năng lực giải bài tập hóa học của học sinh phổ thông

g tƣ duy sâu sắc và sang tạo để phát hiện đƣợc bản chất của từng dữ kiện trong bài tập, tìm ra phƣơng pháp giải thích hợp Hứng thú có liên quan chặt chẽ với các yếu tố tƣ duy chính xác, tƣ duy khái quát, linh hoạt và sáng tạo. Hứng thú là động lực thúc đẩy cho các năng lực tƣ duy đó phát triển. Ngƣợc lại sự phát triển toàn thiện các năng lực tƣ duy này sẽ góp phần tạo nên kết quả cao của hoạt động 42 do đó làm tăng hứng thú cho học sinh. Chúng tôi đã xem vở bài tập của nhiều học sinh phổ thông và cuả nhiều học sinh phổ thông và của một số học sinh chuyên toán thì thấy rằng ??? Các em học sinh chuyên toán giải nhiều bài tập hơn, các em không chỉ giải những bài tập trong sách giao khoa, sách bài tập mà còn sƣu tầm rất nhiều bài tập khó. Đặc điểm này cũng có thấy ở một số học sinh giỏi khác. Còn đa số học sinh phổ thông thƣờng chỉ làm những bài tập giáo viên cho ( đôi khi không hết), rất ít em làm thêm bài tập. Ngay những bài tập các em làm cũng không đƣợc giải quyết triệt để, do đó với những bài toán có nhiều kết quả các em thƣờng giải thiếu. Đặc điểm này cũng thể hiện qua kết quả điều tra bằng bài tập số 2 (trang 21) , số 12 ( trang 35) và một số bài kiểm tra nữa. Thí dụ Bài tập 16 Từ Cu và axit Hcl đặc, hãy điều chế ra CuCl2 Phân tích: Không thể cho Cu tác dụng trực tiếp với HCl đƣợc phải tìm cách biến đồng thành dạng Cu2+, rồi cho tác dụng với axit HCl, hoặc biến HCl thành Cl2 rồi cho tác dụng trực tiếp với Cu. Do đó có những phƣơng pháp sau: 1) Cu + O2 = 2 CuO CuO + 2 HCL = CuCl2 + H2O 2) Cu + 2 H2SO4 đặc = CuSO4 + SO2 + 2 H2O CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 3) Cu + S = (t 0 ) CuS 2 CuS + 3 O2 = (t 0 ) 2 CuO + 2 SO2 CuO + 2 HCl = CuCl2 + H2O 4) 4 HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2 H2O Cu + Cl2 = CuCl2 43 Nơi điêu tra Kết quả 10B C.3 Đa tôn G.L 9.C.3 Cầu xe 9.ch. toán Tỉ lệ % Tỉ lệ % Tỉ lệ % Không tìm đƣợc phƣơng pháp nào 10/28 35,7 16/18 88,9 0 0 Làm đúng 1 phƣơng pháp 16/28 57,16 2/18 11,1 3/9 33,3 - 2 - 2/28 7,14 0 0 3/9 33,3 Làm đủ các phƣơng pháp 0 0 0 0 0 0 Hạn chế trên có nguyên nhân thuộc về kiến thức, tƣ duy, nhƣng trong đó có yếu tố thuộc về nhân cách. Các em không nhiệt tình, không thích giải bài tập nên không đầu tƣ suy nghĩ thật sâu để thấy hết mọi nội dung của vấn đề. So với học sinh phổ thông, các em học sinh chuyên toán có năng lực hơn, đồng thời các emn cũng rất hứng đối với các môn học, nhất là các môn khoa học tự nhiên. Hứng thú của các em thể hiện qua tính sôi nổi, tự nhiên trong giờ học, trong khi tranh luận và trong khi giải các bài tập. Các em thích những bài tập lạ, khó. Và thực sự vui sƣớng khi giải đƣợc những bài tập này. Điều này chứng tỏ nhận thấy ở các em khi đến dự giờ với các em và đến quan sát các em giải bài tập ở nhà. Thí dụ: Bài tập 17 Có một ống đựng khí A nối với cốc chứa chất lỏng B bằng ống dẫn có khó T ( hình vẽ). Mở khóa T, chất lỏng B tràn sang bình chứa khí A. hãy xác định khí A và chất lỏng B? Phân tích: Đây là một bài tập lạ đối với học sinh phổ thông. Hầu nhƣ trong chƣơng trình phổ thông không hề có bài tập hình vẽ. Giải bài này phải phân tích cụ thể: chất khí A phải hòa tan đƣợc trong chất lỏng. 44 A có thể là đơn chất hoặc hợp chất { do đó có thể thống kê các chất A,B theo bảng sau: Chất B Chất A Đơn chất Hợp chất Nƣớc Cl2 CO2,SO2,NH3,H2S,HCl,HBr,HI ,HF Axit NH3 dd kiềm Cl2 SO2,CO2,H2S,HCl,HBr,HI,HF Vậy: B có thể là các chất ; nƣớc, axit, dung dịch kiềm còn A có thể là Cl2 , CO2, SO2, các hợp chất của N,S, halogen với hydro. Kết quả điểu tra ở học sinh chuyên toán : mặc dù không có em nào ( trong số 10 em giải bài) làm đầy đủ tất cả các chấy nhƣng em đều suy nghĩ rất kỹ, phân tích sâu sắc, thực sự tập trung vào việc giải bài. Cũng bài này tôi cho học sinh lớp 9- cấp 3 Cầu Xe- Tứ lộc Hải Hƣng làm, chỉ có 2/18 em nghĩ để giải những rất thiếu còn lại hầu nhƣ không làm. Sự thiếu cố gắng này còn biểu hiện khi giải toán vô cơ trong đề thi tuyển sinh vào các trƣờng đại học năm 190?? Bài 18: Khối lƣợng đồng trong một mẩu hợp kim Cu – Al là 1gam. Nếu liện thêm 4 gam Mg vào mẩu hợp kim đó thì hàm lƣợng Al trong hợp kim mới sẽ nhỏ hơn hàm lƣợng nhôm trong hợp kim ban đầu là 33,33%. Tính hàm lƣợng Cu trong hợp kim ban đầu. Biết rằng khi ngâm mẩu hợp kim này trong dung dịch NaOH đậm đặc thì sau một thời gian lƣợng khí thoát ra đã vƣợt quá 2 lit ( đo ở đktc) Phân tích: * Gọi lƣợng Al trong mẩu hợp kim đầu là hàm lƣợng của nó sẽ là : 45 Sau khi luyện thêm 4 gam Mg thì hàm lƣợng Al trong mẩu hợp kim mới này sẽ là : Theo đầu bài, có phƣơng trình : = Sau khi biến đổi sẽ dẫn tới phƣơng trinh bậc II: x 2 – 6x +5 = 0 Giải, tìm đƣợc 2 nghiệm : x = 1 và x = 5. * Ngâm mẩu hợp kim ban đầu vào dd NaOH đặc, sẽ xảy ra phản ứng: 2Al + 2 NaOH + 2 H2O = 2 NaAlO2 + 3 H2 2.27(g) Al làm thoát ra 3.22,4 l H2 x V(l) x = Khí V>2 thì x>1 Vậy nghiệm x = 1 bị loại. hàm lƣợng của Cu trong mẩu hợp kim ban đầu là : % Cu = 100 16,72. Nơi điề tra Kết quả C.3 Lí học C.3 Tiên lãng Tỉ lệ % Tỉ lệ % Làm đƣợc 2/12 16,7 1/15 76,6 Lập đƣợc phƣơng trình 2/12 16,7 2/15 13,4 Không giải đƣợc 8/12 66,6 12/15 80 Gần nhƣ tất cả những em không làm đƣợc điều nói: “ bài chƣa gặp bao giờ, khó, không biết làm thế nào.” 4/27 em lập đƣợc phƣơng trình bậc II, thấy không quen cũng thôi không nghĩ để giải tiếp nữa. Nhƣ vậy, không giải đƣợc bài tập này có một phần do các em thiếu cố gắng, kiên trì, thiếu đầu óc tò mò và tính ham hiểu biết. Bên cạnh đó còn có thể do các em không có lòng tự (Kết quả trên là điều tra với đối với là các em đều đã tốt nghiệp lớp 10 phổ thông). Những thiếu sót đó đều ít gặp ở học sinh chuyên. Còn có thể kể ra rất nhiều trƣờng hợp chỉ do sự thiếu hứng thú mà chất lƣợng của hoạt động kém hẳn 46 Qua kết quả điều tra, kết hợp trao đổi ý kiến với giáo viên dạy hóa phổ thông và trò chuyện trực tiếp với học sinh, quan sát các em trong một số buổi học trên lớp, ở nhà tôi có một suy nghĩ là : hình nhƣ học sinh ít thích học hóa học và lại càng không hứng thú giải bài tập hóa, nhận là những bài tập các em cho là khó: điều chế, nhận biết.....Còn do nhiều nguyên nhân khác nhau nhƣng đây là một yếu tố tạo nên chất lƣợng giải bài tập hóa học còn thấp của học sinh phổ thông hiện nay. Học sinh thiếu hứng thu học tập hóa học có thể do nhiều nguyên nhân: - Do hạn chế về tƣ duy nên học sinh gặp nhiều khó khi lĩnh hội kiến thức; Phƣơng pháp học tập không phù hợp, học nhiều mà không kết quả, dẫn tới chán. - Do nội dung kiến thức giáo viên truyền đạt: khô cứng không gây những sự ngạc nhiên hay đòi hỏi suy nghĩ sâu cũng làm học sinh kém hứng thú. - Học sinh ít hoặc không đƣợc đặt vào hoàn cảnh phải lập giải quyết nhiệm vụ đặt ra: thực hành thí nghiệm ngoại khóa hóa học.... Biết khắc phục những thiếu sót về nội dung phƣơng pháp dạy học hóa học cũng là một trong những phƣơng pháp bồi dƣỡng hững thú cho học sinh. IV. Phong cách làm việc khoa học Giải bài tập nói chung, bài tập hóa học nói riêng là vận dụng kiến thức đã học vào các điều kiện thực tế khác nhau, nên nó là một hoạt động đòi hỏi sự làm việc căng thẳng và nghiêm túc của trí tuệ. Kết quả của dạng hoạt động này phụ thuốc nhiều yếu tố về tƣ duy yêu tố về nhân cách nhƣ đã trình bày, nhƣng không qua một yếu tố nữa đó là năng lực tổ chức hành động tri thức một cách khoa học, Hiện tại, năng lực này của học sinh chúng ta nhƣ thế nào? Phân tích quá trình giải một bài tập hóa học thây 47 trải qua ba giai đoạn: 1. Sau khi đọc xong đầu bài ????????? học sinh ý thức đƣợc toàn bộ bài quy nó về một loại nất định. Tiếp đó bằng sự phân tích sâu sắc các dữ kiện sự tổng hợp đầy đủ gắn liền với khái quát hóa mà vạch ra đƣợc bản chất bên trong của các dữ kiện đó, kiến lập đƣợc các mỗi liên quan giữa các hiện tƣợng hóa học, giữa các đại lƣợng cho trong bài.... Trên cơ sở đó đi đến làm sáng tỏ vấn đề mà bài tập đặt ra. Đó là khâu đầu tiên mà A.P Gan PêRin gọi là “ Pha định hƣớng của hành động trí tuệ”. 2. Tiếp sau pha đinh hƣớng là pha hành động: Thực hiện phƣơng hƣớng đã nêu ra ở pha trƣớc ở khâu này, học sinh vận dụng tổng hợp các kiến thức kỹ năng kỹ xảo để giải quyết cụ thể vẫn đề đặt ra, thể hiện qua lời giải. Lúc này cơ sở định hƣớng ban đâu có tác dụng chỉ rõ phƣơng hƣớng và điều khiển hành động. Giai đoạn một phân tích càng sâu sắc thì phƣơng án đề ra càng chi tiết cụ thể và có tác dụng có thể làm nảy sinh những phƣơng pháp hay khi thực hiện. 3. Học sinh tự kiểm tra kết quả công việc của mình Xem đã chính xác chƣa, đã hoàn chỉnh chƣa. Đây chính là giai đoạn các em phải so sánh giữa những cái đã thực hiện với những điều đã nêu trong pha định hƣớng. Nếu chúng thống nhất thì chứng tỏ kết quả đã đảm bảo còn nếu có sự chƣa phù hợp thì phải điều chỉnh lại pha định hƣớng ban đầu. Thực hiện nghiêm túc ba bƣơc này là điều kiện cần thiết bảo đảm giải quyết đúng đắn các bài tập hóa học. Việc tuân theo những bƣớc đi quan trọng trên khi giải bài tập hóa học là một trong những biểu hiện của phong cách làm việc khoa học. 48 Thông qua kết quả điều tra “ tìm hiểu một số phẩm chất tƣ duy của học sinh qua giải bải tập hóa học” đ/c Nguyễn Thanh Bình đã rút một số nhận xét : Học sinh không chụi đầu tƣ suy nghĩ kỹ trong pha định hƣớng thông qua phân tích đề nên không vạch ra một phƣơng hƣớng đầy đủ, chính xác. Chất lƣợng của một hành động trí tuệ còn có một phần do các em chƣa có thói quen kiểm tra kết quả việc làm của mình. Điều đó chứng tỏ đa số học sinh phổ thông còn thiếu phong cách làm việc một cách khoa học. Thiếu khả năng tổ chức hoạt động tƣ duy một cách hợp lý, phù hợp với yêu cầu của bài tập để giải quyết có kết có kết quả nhiệm vụ của ba đặt ra. Thể hiện qua một số bài tập điều tra sau đây. Bài tập 19: Viết các phƣơng trình phản ứng điều chế Cu(OH)2 Phân tich: Để giải đầy đủ bài này, phải tƣ duy theo trình tự logic: - Phân tích thành phần, đặc tính của Cu(OH)2 để đi đến nêu đƣợc phƣơng pháp chung để điều chế ( Cụ thể khái quát) - Vận dụng phƣơng pháp chung để tìm các phản ứng điều chế cụ thể ( Khái quát cụ thể), trong khi xác định những phƣơng pháp cụ thể này đã vận dụng kiến thức về điều kiện phản ứng trao đổi hoàn toàn để loại bỏ những phản ứng không phù hợp( trừu tƣợng hóa) Nhƣ vậy có thể tóm tắt logic suy nghĩ để giải bài này là đi từ cụ thể đến khái quát rồi kết hợp với trừu tƣợng vận dụng điều khái quát đó vào trƣờng hợp cụ thể. Cu(OH)2 là một chất kết tủa, thành phần gồm Cu 2+ và có thể điều chế đƣợc chất nàu bằng những phản ứng biểu diễn bằng phƣơng trình: Cu 2+ + 2 = Cu(OH)2 Vậy: Chọn các muối đồng tan ( để có đƣợc Cu2+) cho tác dụng với dung dịch kiểm (để có ) thì bao giờ cũng thu đƣợc Cu(OH)2 49 với phân tích nhƣ thế sẽ chọn đƣợc 16 phƣơng pháp điều chế Cu(OH)2 vì có 4 muối đồng tan: CúO4, CuCl2, Cu(NO3)2, Cu(CH3COO)2 và 4 chất kiềm: NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2. Nơi điều tra: lớp 9C3, Cầu Xe - Tứ Lộc - HH Tỉ lệ % Khái quát trƣớc, giải đúng 2/18 11,1 Giải cụ thể 16/18 88,9 Đa số học sinh không suy nghĩ khái quát trƣớc, bắt tay giải ngay bằng phƣơng pháp phản ứng cụ thể tự chọn, do đó các em bộc lộ rất nhiều kiến thức sai: Ví dụ: Cu + Mg(OH)2 = Cu(OH)2 + Mg Cu + H2O = Cu)OH)2 v.v... Các em học sinh chuyên toán nói chung ít gặp thiếu sót này. Các em thƣờng tƣ duy theo một trình tự khá lôgic. Điều này có thể thấy qua các em giải bài tập số 17 (trang 43). Đây là bài giải của một em học sinh chuyên toán: 1) B là nƣớc: Nếu A là đơn chất → A = Cl2. A là hợp chất: + Oxit → A = CO2, SO2. + Hợp chất của á kim với hydrô: NH3, H2S, HCl, HF. 2) B là axit (dung dịch hoặc nguyên chất): A có thể là NH3. 3) B là bazơ tan (dung dịch kiềm): không có chất A nào thỏa mãn điều kiện đầu bài. Bài làm của học sinh chƣa thật hoàn chỉnh (ví dụ trƣờng hợp 3: A là SO2, CO2, H2S,... chứ không phải không có) nhƣng cái ƣu điểm là các em biết tƣ duy trong trƣờng hợp khái quát; Biết đi từ khái quát đến cụ thể. Các em chuyên toán thích đi từ khái quát đến cụ thể, do đó những bài toán với dữ kiện bằng chữ thƣờng thu hút 50 các em. Điều này ngƣợc lại với các em học sinh phổ thông chỉ thiên về những bài cụ thể. Kết quả điều tra bằng cặp hai bài tập 8 và 9 (trang 29) đã xác nhận nhận xét trên. Một biểu hiện nữa của phong cách khoa học là đề cao khâu tự kiểm tra của hoạt động trí tuệ. Thực hiện nghiêm túc khâu này có tác dụng loại bỏ đi những suy nghĩ sai lầm trƣớc đó, bổ sung những cách giải hay mới. Thí dụ: Bài tập 10 (trang 31). Cách giải 2 thông minh nhƣng không phải xuất hiện ngay từ đầu ở tất cả các em chuyên toán. Một số em do có thực hiện bƣớc kiểm tra sau khi giải mà nảy sinh ra cách này. Và bài tập 6 (trang 25): do câu hỏi 2 gợi ý, các em xem lại quá trình giải và tìm thêm đƣợc cách giải thứ nhất. Qua kết quả điều tra học sinh phổ thông theo các yếu tố cấu tạo nên năng lực giải bài tập hóa học có thể nhận xét sơ bộ là: 1) Hầu nhƣ các yếu tố đó đều đang còn thiếu ở nhiều học sinh cấp ba hiện nay. 2. Còn ít học sinh giỏi thực sự về hóa học. Nguyên nhân, có thể do: - Hạn chế của tƣ duy chƣa phát triển, - Tổ chức học tập chƣa khoa học và chất lƣợng. - Cơ sở vật chất phục vụ cho giảng dạy và học tập quá thiếu thốn nên không đảm bảo đƣợc tính chất đặc thù của bộ môn (nhƣ thí nghiệm, thực hành...), do đó không gây đƣợc hứng thú học bộ môn, đồng thời không rèn đƣợc phƣơng pháp và kỹ năng của bộ môn. Theo điều tra trong đề tài này, kết hợp với kết quả điều tra ở một số đề tài khác và việc theo dõi học sinh trong thời gian giảng dạy trƣớc đây, tôi thấy về năng lực giải bài tập hóa học, học sinh có sự phân hóa thành hai 51 loại hình cơ bản Loại 1: Thiên về khả năng khái quát. Những em thuộc loại hình này luôn muốn tổng quát hóa lời giải cho từng dạng bài tập, Các em thích giải những bài tập cho khái quát, những bài toán cho dữ kiện bằng chữ. Các em muốn "công thức hóa" cách giải từng loại bài tập, nhƣng lại luôn có khả năng phát hiện đƣợc những nét độc đáo của từng bài do đó có khả năng phát hiện ra những cách giải mới ngoài cách giải quen thuộc. Thuộc loại hình này là những em có năng lực hóa học và toán học. Chủ yếu thuộc loại hình thứ 2: luôn đi từ những cái cụ thể đến khái quát, thậm chí từ cái cụ thể này đến cái cụ thể khác. Ngay những bài tập cho tổng quát các em cũng vô cớ giải nó trong một trƣờng hợp cụ thể rồi sau đó... đi đến kết luận khái quát. Thí dụ: bài 14 (trang 37). Đầu bài hỏi, so sánh khối lƣợng hai bình khí ở cùng điều kiện. thì nhiều em lại đi tính: ở điều kiện tiêu chuẩn, và tự cho dung tích bình là 22,4 lít, mặc dù đầu bài chỉ nói: hai bình có khối lƣợng và dung tích nhƣ nhau!... Có một số ít học sinh sau khi giải bằng cụ thể tiếp tục tiến tới giải bằng các phƣơng pháp khái quát. Thí dụ: Bài 19 (trang 48) Thoạt đầu, các em viết ngay: CuSO4 + 2 NaOH = Cu)OH)2 + Na2SO4 (phƣơng pháp CuCl2 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + 2 NaCl cụ thể) Sau đó, có lẽ nhìn thấy đặc điểm chung của 2 phƣơng trình trên nên em viết tiếp: có thể chọn muối tan của đồng cho tác dụng với bazơ tan (phƣơng pháp khái quát) (Có 3/18 em - chiếm 16.6% giải nhƣ vậy). Nguyên nhân: nhiều học sinh thuộc loại hình thứ 2, ngoài do hạn chế về tƣ duy, kiến thức, phong cách làm việc... của học sinh, còn do các em không đƣợc tập luyện nhiều từng dạng khái quát 52 D. PHƢƠNG PHÁP BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC CHO HỌC SINH Trong toán học, khi nói đến trình độ toán có nghĩa là khả năng giải bài tập toán. Hóa học không hoàn toàn nhƣ vậy, vì hóa học là một khoa học thực nghiệm. Nhƣng nói chung, trình độ hóa học cũng đƣợc thể hiện phần lớn do khả năng giải bài tập. Do đó rèn luyện năng lực giải bài tập hóa học có ý nghĩa rất lớn đối với việc nâng cao chất lƣợng học tập hóa học. Xuất phát từ đặc điểm: Năng lực đƣợc hình thành và phát triển thông qua quá trình hoạt động; Sự hình thành và phát triển năng lực phụ thuộc vào vốn tri thức và kỹ năng thâu nhận những tri thức đó, nên bồi dƣỡng năng lực giải bài tập hóa cho học sinh không thể coi nhẹ việc cung cấp cho các em những kiến thức chính xác, sâu, rộng về hóa học và những môn khoa học khác có liên quan; cũng nhƣ rèn cho các em những kỹ năng cần thiết về hóa học. Tạo điều kiện để các em tiếp xúc làm quen và giải một hệ thống bài tập hóa thuộc đủ các loại, các dạng khác nhau. Tất cả nhằm bồi dƣỡng, phát triển những yếu tố tƣ duy, nhân cách... tạo nên năng lực giải bài tập của học sinh. I. Rèn tư duy chính xác, khái quát cao Khoa học là chính xác. Tính chính xác trong hóa học còn có ý nghĩa và yêu cầu cao hơn. Bởi vì hóa học là khoa học nghiên cứu về các chất và những biến đổi của nó, là khoa học định lƣợng (từ sự thay đổi về lƣợng, dẫn đến sự thay đổi về chất), đồng thời là khoa học thực nghiệm nên sự thiếu chính xác của kiến thức khi vận dụng rất nguy hiểm, đôi khi có thể gây thiệt hại đến tính mạng (trong làm thí nghiệm). Vì thế việc rèn thói quen tìm hiểu chính xác các khái niệm, các kiến thức cho học sinh là một nội dung rất quan trọng 53 trong bồi dƣỡng năng lực giải bài tập hóa học. Tìm hiểu chính xác kiến thức có liên quan và khả năng phân tích sâu sắc vấn đề, so sánh tinh vi các kiến thức với nhau để đi đến sự khái quát đầy đủ, chính xác. Bởi vậy, rèn thói quen tìm hiểu chính xác khái niệm, kiến thức thực chất là rèn khả năng phân tích sâu sắc, so sánh thật tinh vi để từ cụ thể đi đến sự khái quát cao. Điều này có thể thực hiện qua việc dạy học một khái niệm; qua việc ra các bài tâp hóa học cho học sinh... Dạy cho học sinh biết cách học một khái niệm là phải đi sâu phân tích từng từ, từng câu của khái niệm để nêu bật đƣợc bản chất của nó, so sánh nó với các khái niệm khác và phải tự lấy ví dụ minh họa cho những điều mình tiếp thu đƣợc từ khái niệm ấy. Thí dụ dạy học sinh cách học khái niệm phản ứng oxi hóa - khử bằng cách nêu nhiệmvụ: Hãy biểu diễn định nghĩa phản ứng ôxi hóa - khử bằng một sơ đồ và hãy lấy ví dụ giải thích sơ đồ đó. (Bài tập 20). Để hoàn thành nhiệm vụ này, học sinh phải phân tích kỹ từng câu, từ trong định nghĩa để làm nổi bật đƣợc mấy đặc điểm: Chất nhƣờng điện tử (chất khử) → Chất thu điện tử (chất ôxi hóa) (gồm nguyên tử, ion) (gồm nguyên tử, ion) và lập đƣợc sơ đồ (2) Nguyên tử ion ne (1) ne ne (3) ne Nguyên tử ion (4) Mũi tên chỉ chiều điện tử chuyển dịch điện tử. Ví dụ giải thích sơ đồ (1) ne Nguyên tử Nguyên tử 2.e 2Na + S = Na2S 2e H2 + Cl2 = 2 HCl Bao gồm những phản ứng kết hợp của 2 đơn chất để tạo nên hợp chất. 54 (2) ne Nguyên tử Ion 2e Zn + 2H + = Zn 2+ + H2 ↑ 2e Fe + Cu 2+ = Cu + Fe 2+ Bao gồm các phản ứng thay thế 3) ne Ion 10.e 16HCl + 2KMnO4 = 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 8H2O + 2 KCl 3.2e t o 2KClO3 2 KCl + 3 O2 xt 2.2e t o 2HgO 2 Hg + O2 xt Các phản ứng hợp chất có tạo ra đơn chất là thuộc loại này. 4) -ne Ion Nguyên tử 2.e 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 4.e 4Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O = 4 Fe(OH)3 Với cách học nhƣ thế này: tƣ duy của học sinh luôn luôn đƣợc thay đổi. Một số thao tác tƣ duy nhƣ: phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa đƣợc vận dụng nhuần nhuyễn. Sau khi tự nêu đƣợc sơ đồ định nghĩa, tự lấy đƣợc đầy đủ các ví dụ minh họa cho từng trƣờng hợp, khu biệt đƣợc những phạm vi ứng dụng của từng trƣờng hợp... thì kiến thức sách đã có thể coi là của bản thân học sinh, và đó là kiến thức chính xác, có giá trị khái quát cao. Cũng với ý nghĩa nhƣ trên, không nên ra bài tập mà kiến thức ở dạng cô lập vì khi đó kiến thức không bị chi phối lấn át bởi những yếu tố khác, do đó không phản ánh đúng độ chính xác trong kiến thức của các em. Cần đặt đối tƣợng xen kẽ với nhiều đối tƣợng khác. Thí dụ: bài tập 3 (trang 21). 55 Đặt cặp CuO + H2O sau hai cặp chất có phản ứng là: Na2 O + H2O = 2NaOH CaO + H2O = Ca(OH)2 làm cho học sinh bị lừa, lãng quên mất CuO không tan trong nƣớc, và cũng viết: CuO + H2O = Cu(OH)2 Có thể kiểm tra mức độ nắm chính xác kiến thức bằng Bài tập 21: Viết phƣơng trình các phản ứng có thể có: 1) Fe + d.d CuSO4 2) Mg + Pb(NO3)2 (dung dịch) 3) Pb + FeCl2 (dung dịch) 4) Na + d.d. AlCl3 Phân tích: Vì Pb đứng sau sắt trong dãy điện thế nên phản ứng (3) không có. Fe + d.d. CuSO4 = FeSO4 + Cu Mg + d.d. Pb(NO3)2 = Mg(NO3)2 + Pb Na đứng trƣớc Al, nhƣng nó hoạt động rất mạnh, nên tác dụng ngay với H2O tạo ra NaOH. Tùy theo lƣợng Na mà sản phẩm có thể là Al(OH)3 hoặc NaAlO3. Vì các quá trình diễn ra nhƣ sau: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 AlCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)3↓ Al(OH)3 + NaOH dƣ = NaAlO2 + 2H2O Nếu không nắm chính xác kiến thức về dãy điện thế, về nhôm thì học sinh sẽ tƣơng tự các phƣơng trình trên mà viết phƣơng trình 4 sai. 3Na + d.d AlCl3 = 3NaCl + Al. Phần C ta đã thấy học sinh hiện nay rất yếu về khả năng giải các bài toán khái quát, với dữ kiện bằng chữ, mà một trong những nguyên nhân là các em không đƣợc tập luyện bằng loại bài toán này. Vì thế cần phải bổ sung loại bài này vào hệ thống bài tập của các em. Ý nghĩa của loại bài tập này đã đƣợc nêu ở trang 27. Loại bài tập này có thể đƣợc xây dựng từ đơn giản đến 56 phức tạp trên cơ sở một kiến thức cơ bản. Chẳng hạn, có thể xây dựng một số bài tập trên cơ sở phản ứng kim loại với axit: 2Me + 2nH+ = 2Me n+ + n H2 - Đơn giản nhất: Cho khối lƣợng của kim loại tham gia phản ứng, hỏi lƣợng H2 hoặc lƣợng muối. Bài tập 23: Cho tác dụng hoàn toàn a(g) Fe với dung dịch axit HCl. Tính lƣợng muối tạo thành. Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 56(g) 56 + 71(g) a(g) m = 127 56 .a (g) - Cho ở dạng kim loại tổng quát với nguyên tử lƣợng, hóa trị đều bằng chữ cả. Thí dụ: Bài tập 8 (trang 29). - Xây dựng thành bài toán dạng vô định. Bài tập 23: Cho 3 gam một kim loại tác dụng với dung dịch axit HCl, thoát ra 0,25 g khí H2. Xác định kim loại. Phân tích Kí hiệu kim loại là Me, hóa trị n. Phƣơng trình phản ứng: 2Me + 2nHCl = 2MeCln + nH2 2.A(g) 2.n(g) 3 (g) 025 Có tỉ lệ thức: 2 3 A = 2 0.25 n Vì n là hóa trị của kim loại nên chỉ nhận các giá trị n = 1m 2, 3... Ứng với mỗi giá trị của n ta sẽ tính đƣợc giá trị tƣơng ứng của A n 1 2 3 A 12 24 36 Đối chiếu với nguyên tử lƣợng của các nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn ta thấy kim loại đó là Mg. 57 Dạng bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ cũng có thể ra tổng quát Bài tập 24 Đốt cháy hoàn toàn a(g) một chất hữu cơ thuộc dãy đồng đẳng rƣợu êtylic, thu đƣợc b(gam) CO2 và c(g) nƣớc. Xác định công thức phân tử của hợp chất. Phân tích: - Hợp chất thuộc dãy đồng đẳng rƣợu êtylic nên phân tử chứa 1 nguyên tử ôxi. Nếu gọi số nguyên tử cácbon và hyđrô trong hợp chất là x và y thì ta có công thức phân tử của nó là CxHyO.- Lƣợng cácbon có trong a(g) hợp chất là: mC = 12b 44 = 3b 11 - Lƣợng hyđrô trong a(g) hợp chất là: mH = 2 18 c = c 9 - Lƣợng ôxy : mO = a - 3b 11 - c 9 - 99a - 27b - 11c 99 Trong 1 phân tử gam hợp chất có 12 (g) C; 16 (g) ôxi và y (g) hyđrô. Do đó ta lập đƣợc tỉ lệ: Rút ra: 12x . 99a-27b - 11c 99 = 16. 3b 11 Biến đổi, cuối cùng ta đƣợc: x = 36b 99a - 27b - 11c Tƣơng tự: y = 16c 9 . 99 99a - 27b - 11c = 176c 99a - 27b - 11c Vậy công thức phân tử của hợp chất là CxHyO với x = 36b 99a - 27b - 11c y = 176c 99a - 27b - 11c Bỏ qua = 2x + 2 58 Rèn tƣ duy chính xác và khái quát của học sinh còn có thể thực hiện có hiệu quả bằng cách cho các em giải những bài tập có sử dụng hình vẽ. Thí dụ: Nhƣ bài tập 17 trang 43. Khi giải đòi hỏi phải phân tích kỹ đặc tính của từng chất (cụ thể), sau đó khái quát chung: những chất có thể là A; những chất có thể là B (khái quát). Tiếp đến là vận dụng điều vừa khái quát để tìm những chất cụ thể. Trong toàn bộ quá trình tƣ duy theo hƣớng: Cụ thể → Khái quát → cụ thể Học sinh phải nắm vững kiến thức, nhớ kiến thức thật chính xác. Cần tăng cƣờng cho học sinh làm những bài tập khái quát đòi hỏi sự phân tích thật tỉ mỉ, sâu và tinh vi mới giải đƣợc. Làm một bài nhƣ vậy có tác dụng nhiều mặt hơn, đặc biệt là rèn thói quen tốt hơn. Bài tập 25. Có một đơn chất A rắn, có ánh bạc, khi cho tác dụng với dung dịch axit hay kiềm đều thoát ra cùng một lƣợng khí B không màu không mùi, đồng thời trong dung dịch tạo ra các chất C và D. Khi tác dụng lên chất C một lƣợng kiềm tƣơng đƣơng thì có tạo ra kết tủa trắng, tan đƣợc trong kiềm dƣ tạo ra chất D. Hãy xác định các chất A, B, C, D. Phân tích - Với những biểu hiện của tính chất lý học → A là kim loại - Kim loại A { Al H2 Nhƣ vậy C là muối nhôm, D là aluminat + vừa đủ Al(OH)3↓trắng + OH dƣ Các thao tác tƣ duy so sánh, phân tích tổng hợp đƣợc phát triển mạnh khi đã đƣợc giải nhiều bài tập loại này. 59 Bài tậph 26 Cho axit B tác dụng lên chất A làm thoát ra chất khí C không màu, có mùi khó chịu. Chất khí này làm mất màu đỏ của phenoltalein trong dung dịch nào đó, trong khí đó tạo ra chất A. Nếu chất khí C cho tác dụng với chất khí D không màu, không mùi có trong không khí ở điều kiện xác định thì sẽ thu đƣợc một chất mà khi hòa tan nó vào nƣớc sẽ tạo ra axit B. Xác định A, B là chất gì? Viết phƣơng trình phản ứng. Phân tích: Cũng nhƣ bài 25, đây là một loại bài tập xác định một chất dựa vào những tính chất đặc trƣng của nó. Nhƣng những chất cần xác định lại đƣợc biến đổi qua một loạt quá trình, lại bị đặt trong mối tác động qua lại với nhiều đối tƣợng khác nhau. Do vậy một nguyên tắc đảm bảo giải có kết quả bài này là phải phân tích thật sâu nhƣng phải phát hiện tinh những dấu hiệu điển hình của từng chất. Liên hệ thƣờng xuyên với vốn kiến thức của mình để kết luận chính xác. + Có thể cụ thể hóa từng chất A, C và khái quát toàn bộ đầu bài bằng sơ đồ - Kim loại H2 A - Muối của axit ôxi yếu + B C oxit axit - Muối của axit hydric hydrua của á kim + OH - + vì C có mùi, tác dụng đƣợc với kiềm tạo ra muối A nên C không thể là hyđrô, chỉ có thể là khí hoặc hyđrua của á kim. Nhƣng N2 H2O C + axit B O2 H2O N2 không phản ứng với oxit axit cũng nhƣ hyđrua nên C chỉ tác dụng với O2, sản phẩm sinh ra phải là một ôxit axit. 60 + Nếu C là ôxit axit thì chỉ có SO2 mới thỏa mãn đầu bài. Nếu C là hyđratxit thì chỉ có H2S mới cháy tạo ra oxit axit (SO2). Nhƣng khi đó axit B là H2SO4 và A là sunphua. H2SO3 không đẩy đƣợc H2S khỏi muối, vậy C phải là SO2. Từ đó suy ra A là sunphít, B là H2SO4. Các quá trình phản ứng đã diễn ra: H2SO4 + NaSO3 = Na2SO4 + SO2 + H2O SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O 2SO2 + O2 →t o , xt 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4 Chỉ một bài tập, nhƣng phải đụng chạm đến rất nhiều kiến thức khác nhau và đòi hỏi phải có kỹ năng phân tích sâu sắc, so sánh tỉ mỉ, kết hợp với trừu tƣợng hóa những dấu hiệu không bản chất để khái quát đủ, chính xác những đặc điểm căn bản để nhận ra từng chất. Ở sách phổ thông còn thiếu những bài tập loại này, do đó học sinh chƣa đƣợc làm quen nhiều. Cần bổ sung thiếu sót này. Đồng thời những bài tập trắc nghiệm, điều chế cũng có tác dụng rèn luyện tƣ duy chính xác và năng lực khái quát rất nhiều. Tóm lại: Thƣờng xuyên phải vận dụng kiến thức trong mối quan hệ với nhiều kiến thức khác; Học một khái niệm, một kiến thức luôn so sánh với các kiến thức khác để nắm một cách hệ thống là những phƣơng pháp học tập phải tăng cƣờng dạy cho học sinh để hình thành thói quen. - Tăng cƣờng ra những bài tập có nội dung khái quát. Những bài tập đòi hỏi suy nghĩ sâu sắc, phân tích kỹ (bài toán dữ kiện bằng chữ, bài tập hình vẽ, trắc nghiệm, tìm phƣơng pháp điều chế một chất...) cũng là một trong những phƣơng pháp rèn luyện thói quen nắm chính xác kiến thức cho học sinh đồng thời phát triển tƣ duy khái quát. 61 II. Rèn tư duy linh hoạt và sáng tạo Kết quả điều tra ở phần trên đủ cho phép ta kết luận sơ bộ rằng đại đa số học sinh phổ thông hiện nay rất kém linh hoạt trong tƣ duy; tƣ duy theo một khuôn mẫu máy móc, khả năng suy luận rất yếu. Thiếu sót này do nhiều nguyên nhân nhƣng một trong những nguyên nhân đó là các em ít đƣợc tập luyện về khả năng này. Tính linh hoạt và sáng tạo của tƣ duy có thể rèn luyện đƣợc thông qua giải các bài tập gồm nhiều loại: - Bài tập điều chế. - Bài tập nhận biết - Bài toán có nhiều lời giải - Bài toán dạng đặc biệt... Có thể nêu một số thí dụ: Bài tập 27: (bài thi nghiệp vụ Hóa 4 tháng 4-1975) Có 7 hợp chất sau đây của sắt: Fe2O3; FeO, Fe3O4, FeS2, FeS; FeSO4; FéO3. Hãy sắp xếp các hợp chất theo thứ tự từ hợp chất giàu sắt nhất đến hợp chất nghèo sắt nhất. Nhận xét: Bài tập có thể giải theo phƣơng pháp quen thuộc: Tính cụ thể lƣợng sắt ở từng hợp chất sau đó so sánh và xếp theo yêu cầu của bài. - Nhƣng do có đặc điểm khá đặc biệt: nguyên tử lƣợng của S = 2 nguyên tử lƣợng của ôxy. Các hợp chất trên thành phần lại chỉ gồm có Fe, S, O nên có thể coi một nguyên tử S là 2 nguyên tử ôxy để tiện so sánh. Kết quả ta nhìn thấy ngay hàm lƣợng của Fe giảm dần từ trái sang phải theo trình tự sau: FeO, Fe3O4, Fe2O3, FeS, FeS2, FeSO3, FeSO4. Bài tập 28 Nêu các phƣơng pháp điều chế H2 từ kim loại. Phân tích: Điều chế H2 là thực hiện quá trình khử H + → H2. Kim loại luôn đóng vai trò chất khử nên ta chỉ còn đi 62 xác định xem H+ có thể lấy đƣợc từ đâu? Và kim loại khử nó là những kim loại nào? Phân tích nhƣ vậy sẽ liệt kê đƣợc các phƣơng pháp dùng để điều chế H2 từ kim loại, gồm: 1. Cho kim loại đứng trƣớc hyđro trong dãy điện thế tác dụng với dung dịch axit không ôxi hóa (thƣờng là HCl, H2SO4 loãng). 2. Kim loại đầu dãy (kiềm, kiềm thổ) tác dụng với H2O ở điều kiện thƣờng; những kim loại kém hoạt động hơn tác dụng với H2O ở nhiệt độ cao (nhƣ Al, Fe...) 3. Kim loại lƣỡng tính tác dụng với dung dịch kiềm. 4. Kim loại kiềm tác dụng với rƣợu. Bài tập 29 Hãy nhận ra các chất đựng trong các lọ mất nhãn: HCOOH, CH3COOH, CH3CHO Bài này có đặc biệt là phải phân biệt 2 axit, trong khi các em chỉ biết nhận ra chúng cùng bằng giấy quỳ. Giải quyết nhiệm vụ đặt ra, các em phải thay đổi suy nghĩ vƣợt ra khỏi nếp chung, bằng phân tích kỹ cấu tạo của HCOOH và phát hiện thêm chức alđêhyt trong cấu tạo của axit fomic. Cùng một nội dung, đôi khi chỉ thay đổi cách hỏi một chút cũng có thể tăng giá trị của bài lên nhiều. Thí dụ bài 10 (trang 31): nếu hỏi: nêu các phƣơng pháp nhận biết thì buộc học sinh phải tìm thêm những phƣơng pháp khác và do đó lời giải cho bài tập phong phú thêm. Nhiều bài tập rèn luỵên năng lực tƣ duy chính xác khái quát cũng đồng thời có tác dụng rèn luyện tƣ duy linh hoạt sáng tạo cho học sinh, nhƣ: những bài tập hình vẽ, những bài tập xác định các chất theo tính chất của nó... bởi vì các em phải vận dụng kiến thức trong những điều kiện mới, không giống với những điều kiện quen thuộc. Dựa trên một kiến thức nhƣng thay đổi cấu trúc để tạo ra nhiều dạng bài tập cho học sinh cũng là một biện pháp rèn tƣ duy linh hoạt cho các em. 63 Thí dụ dùng phản ứng CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu (1) có thể ra một số bài tập với nội dung cần giải quyết khác nhau, nhƣ: Bài tập 30: Nhúng một thanh sắt vào dung dịch CuSO4. Tính lƣợng đồng bám vào sắt nếu khối lƣợng thanh kim loại sắt tăng 0,4 gam. Phân tích: Nguyên tử lƣợng của Cu là 62, của Fe = 56. Mỗi nguyên tử Cu nặng hơn Fe là 8 g. Mà theo phƣơng trình phản ứng (1): 1 ngtg Fe thay thế đƣợc 1 ngtg Cu. Vậy khối lƣợng thanh kim loại tăng 0,4g, chứng tỏ đã có 0.4 8 = 0,05 ngtg Cu bám vào đó. Và nhƣ vậy mCu = 0,05. 64 = 3,2 g Bài 31 Nhúng một thanh kim loại sắt vào dung dịch chứa 16 g CuSO4. Sau khi phản ứng hoàn toàn thấy khối lƣợng thanh sắt tăng 10% so với ban đầu. Xác định khối lƣợng ban đầu của sắt. Phân tích: Lƣợng Cu bám vào thanh sắt là toàn bộ lƣợng Cu có trong dung dịch CuSO4, tức là mCu = 64.16 160 = 6.4 g, tƣơng ứng với 0,1 ngt.g Cu. Nhƣ vậy là đã có 0,1 ngt.g Fe bị tan đi vào dung dịch, tức là khối lƣợng thanh kim loại tăng lên 0,1 . 8 = 0,8g. Suy ra khối lƣợng của thanh sắt ban đầu là 0.8 x 100 10 = 8 g. Bài 32 Một thanh kim loại hóa trị II đƣợc nhúng chìm vào dung dịch chứa 8 gam CuSO4. Sau khi phản ứng kết thúc thấy khối lƣợng thanh kim loại tăng 0,4g. Xác định kim loại. Phân tích: phƣơng trình phản ứng (ký hiệu kim loại là Me). Me + CuSO4 = MeSO4 + Cu Lƣợng Cu có thể tách ra từ dung dịch là: mCu = 8. 64 160 = 3,2 g, tƣơng ứng 0,05 ngt.g. Nhƣ vậy đã có 0,05 ngt.g kim loại chƣa biết phản ứng thay 64 thế Cu. 1ngt.g kim loại sẽ nhỏ hơn 1ngt.g Cu là: 0.4 0.5 = 8 g. Kim loại đó là Fe. Giải những bài tập này, mặc dù cùng dựa trên một kiến thức nhƣng sự đổi mới trong cấu trúc của bài toán buộc tƣ duy của các em phải luôn chuyển từ dạng này sang dạng khác. Đồng thời các em bao quát đƣợc mối liên hệ giữa các dạng toán với nhau. III. Bồi dưỡng hứng thú, lòng tin. Có hứng thú đối với việc giải bài tập lại đƣợc kết hợp với lòng tin ở khả năng của mình, ở tiến trình suy nghĩ của mình, học sinh sẽ giải quyết tốt các loại bài tập khác nhau ở mức độ khó, dễ khác nhau. Vì hứng thú và lòng tin sẽ giúp các em cần cù, kiên nhẫn, sáng tạo, đi sâu vào khám phá bản chất các sự vật, hiện tƣợng, xác định đúng yêu cầu từng bài, và phƣơng pháp giải quyết nó. Chính vì thế, bồi dƣỡng hứng thú và lòng tự tin cho học sinh là một biện pháp để nâng cao năng lực giải bài tập cho các em. Những bài tập mới lạ có tác dụng kích thích tƣ duy của các em. Hoặc là tự giải đƣợc, cũng có khi không giải đƣợc mà ngƣời khác chữa, nhƣng gây sự ngạc nhiên trong tƣ duy cũng đều làm cho các em cảm thấy hứng thú. Những bài tập phức tạp, nhiều nội dung xen kẽ nhau nhƣng nếu đƣợc làm quen nhiều, đƣợc hƣớng dẫn tỉ mỉ, các em tự giải quyết đƣợc thì hứng thú của các em sẽ tăng lên rất nhiều và các em sẽ tin vào mình khi gặp những bài tập lạ hay những bài tập phức tạp khác. Bởi vậy, một trong những biện pháp có hiệu quả để bồi dƣỡng yếu tố hứng thú và lòng tin là tăng cƣờng những bài tập mới lạ và những bài tập phức tạp, có nhiều hiện tƣợng nằm xen kẽ nhau, phải phân tích sâu sắc và tỉ mỉ. Thí dụ bài tập 4 (trang 23), bài 17, 18 (trang 43, 44)... 65 Bài tập 33 Trộn 7 gam bột sắt và 3,2 g lƣu huỳnh, đốt hỗn hợp. Sau khi phản ứng xong, chất rắn thu đƣợc cho tác dụng với axit HCl. Tính số phân tử gam khí ôxi cần dùng để đốt cháy chất khí tạo ra. Phân tích: Phƣơng trình phản ứng đốt cháy hỗn hợp: Fe + S = (t 0 ) FeS (1) Vì đầu bài cho khối lƣợng của cả hai chất phản ứng nên cần xác định chất nào thừa. Trong phản ứng (1): 32 g S tác dụng hết 56 g Fe. 3,2 g S 5,6g Fe Vậy lƣợng Fe dƣ 1,4g. Fe dƣ thì quá trình hòa tan sau sẽ gồm những phản ứng: FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S (2) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (3) Hỗn hợp khí thu đƣợc gồm H2, H2S nên đốt nó sẽ có 2 phản ứng xảy ra: 2H2S + 3O2 = (t 0 ) 2H2O + 2SO2 (4) 2H2 + O2 = (t 0 ) 2H2O (5) Dựa vào các phƣơng trình trên ta có liên hệ: 1) S → FeS → H2S → O2 3.2 32 = 0,1 ptg → 0,1 ptg → 0,1 ptg → 0,15 ptg 2) Fe dƣ → H2 → O2 1.4 56 = 0,025 ptg → 0,025 ptg → 0,0125 ptg Vậy tổng số pt.g khí O2 để đốt cháy chất khí tạo ra là 0,175 ptg. Cái không quen với học sinh là: chất dƣ trong phản ứng có ảnh hƣởng đến kết quả vì chất dƣ đó có phản ứng ở giai đoạn khác. Bài tập 2 (trang 20) cũng thuộc dạng bài tập này. Có thể xây dựng những bài tập khác cùng loại dựa trên cơ sở kiến thức là: lƣợng dƣ có khả năng tham gia phản ứng tiếp. Bài tập 34: Cho 21,3 gam P2O5 vào dung dịch chứa 16 gam NaOH 66 Thể tích dung dịch sau khi phản ứng là 400 ml. Xác định nồng độ phân tử của dung dịch tạo thành. Phân tích: Phƣơng trình phản ứng P2O5 + 2NaOH + H2O = 2NaH2PO4 (1) Nếu dƣ NaOH: NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O (2) Đầu bài cho: Lƣợng P2O5 là 21.3 142 = 0,15 ptg. Lƣợng NaOH là 16 40 = 0,4 ptg. Nhìn vào phƣơng trình (1) thấy số ptg NaOH = 2 số ptg P2O5, nhƣ vậy với đầu bài cho thì lƣợng NaOH sẽ dƣ và có phản ứng (2). Lƣợng dƣ đó là 0,1 ptg. Kết quả trong dung dịch tồn tại hai muối: Na2HPO4 với khối lƣợng 0,1 ptg. NaH2PO4 với khối lƣợng 0,2 ptg. Suy ra: CM (Na2HPO4 ) = 0.1 x 1000 400 = 0,25 M CM (NaH2PO4) = 0.2 x 1000 400 = 0,5M Những bài tập có nhiều hiện tƣợng hóa học, phải sử dụng đến hàng loạt phƣơng trình cũng gây một tâm lý sợ cho học sinh, nhƣng nếu bình tĩnh và quyết tâm, các em sẽ giải đƣợc, kết quả là các em sẽ thấy tin ở mình và hứng thú với công việc. Bài tập 35: (trong tài liệu Xemina bài tập hóa học) Hòa tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp ba kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch axit HCl, thấy thoát ra 13,44 lít khí. Cho tác dụng 8,7 gam cũng hỗn hợp trên với dung dịch kiềm dƣ thì có 3,36 lít khí thoát ra. Hỏi sẽ có bao nhiêu lít khí thoát ra khi hòa tan trong HNO3 đậm đặc toàn bộ lƣợng chất rắn thu đƣợc do 34,8 g hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO4 dƣ. (Thể tích các chất khí đều ở điều kiện tiêu chuẩn) 67 Phân tích: Các phƣơng trình phản ứng Fe +2HCl = H2 + FeCl2 (1) 1/ Hỗn hợp + HCl Mg + 2HCl = H2 + MgCl2 (2) 2Al + 6HCl = 3H2 + 2AlCl3 (3) 2/ Hỗn hợp + kiềm 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaOH + 3H2 (4) Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 (5) 3/ Hỗn hợp + d.d CuS)4 Mg + CuSO4 = Cu + MgSO4 (6) 2Al + 3CuSO4 = 3Cu + Al2(SO4)3 (7) Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (8) Vì không cần tính thành phần hỗn hợp nên ta có thể lập luận tắt nhƣ sau: So sánh từng cặp phƣơng trình phản ứng: (1) - (5); (2) - (6); (3) - (7) ta thấy: Nếu dùng cùng một lƣợng hỗn hợp thì tổng số ptg của H2↑ = tổng số ptg của Cu↓. - Nhìn vào phƣơng trình (8): Số ptg của NO2 = 2 số ptg Cu. Vậy thì nếu lƣợng hỗn hợp dùng ở 2 quá trình 1 và 3 bằng nhau thì số ptg NO2 = 2 số ptg H2. Đầu bài cho lƣợng hỗn hợp ở thí nghiệm 3 (34,8g) gấp hai lần ở thí nghiệm 2, nên ta có: số ptg NO2 = 4 số ptg H2. Thể tích NO2 = 4 . 13,44 = 53,76 lít. Giải xong bài tập này, (hoặc đƣợc chữa bài này), các em sẽ thấy rất thoải mái, nhất là giải bằng phƣơng pháp lập luận tắt nhƣ trên. Các em sẽ thấy trong cấu trúc tƣởng nhƣ phức tạp của bài toán lại có thể giải một cách hết sức nhẹ nhàng, kiến thức và kỹ năng đều không có gì vƣợt quá khả năng của mình. Từ đó đi đến chỗ gặp một bài tập phức tạp các em không thấy nản, quyết tâm giải quyết và đó sẽ là điều kiện để có thể giải quyết đƣợc. Tính chất lƣỡng tính của một số chất cũng là nội dung có thể xây dựng những bài tập có tác dụng nhiều mặt cho học sinh. Thí dụ: tính lƣỡng tính (tính axit, tính alđêhyt) của axit fomic dù không học trong chƣơng trình, vẫn có thể ra bài tập cho các em đƣợc. Vận dụng chính xác, linh hoạt nội 68 dung thuyết cấu tạo hóa học sẽ giúp các em giải quyết đƣợc. Bài tập 36 Có hiện tƣợng gì xảy ra khi thêm vài ml axit fomic vào ống nghiệm chứa dung dịch AgNO3 trong NH4OH dƣ. Viết phƣơng trình phản ứng. Phân tích: O H - O - C Công thức cấu tạo của axit fomic H O Nhìn vào đó ta thấy nó có chức - C H của alđêhyt nên nó sẽ có tính chất của d.d alđêhyt. Vậy cho vào dung dịch trên sẽ có phản ứng tráng bạc, ống nghiệm sẽ đƣợc tráng trên thành một lớp bạc mỏng, trắng: H d.d NH3 O -C-OH + Ag H-O-C + 2Ag O OH (H2CO3) Rất ít học sinh phát hiện đúng hiện tƣợng nhƣ trên (có 2/10 em học sinh ôn thi vào Đại học làm đƣợc), nhƣng khi chữa xong các em đều rất tiếc là sao không nghĩ đến phân tích cấu tạo để mà nhận xét. Điều đó chứng tỏ bài tập đã làm cho các em thấy tin ở kiến thức của mình. Còn có thể xây dựng đƣợc nhiều bài tập khác với các ý nghĩa nhƣ đã nêu ở trên, trong phạm vi kiến thức phổ thông. IV. Rèn luyện phong cách làm việc khoa học Phong cách làm việc khoa học thể hiện ở việc tổ chức hoạt động tƣ duy một cách khoa học. Do đó những phần trên dù không nói cụ thể nhƣng chính trong đó cũng đã thể hiện nội dung rèn luyện phẩm chất này. Thí dụ ra những bài tập để rèn cho học sinh biết suy nghĩ có lôgic từ cụ thể → khái quát hoặc ngƣợc lại từ khái quát đến cụ thể, hoặc cụ thể → khái quát → cụ thể... Những bài tập nhiều cách giải, nhiều đáp số... để rèn luyện tƣ duy chính xác, linh hoạt, sáng tạo, thì chính sự phân 69 tích sâu sắc, tỉ mỉ đầu bài để định hƣớng đúng đắn, đầy đủ cũng là biểu hiện của phong cách làm việc khoa học. Luôn đề cao quá trình tự kiểm tra để phát hiện và bổ sung những nội dung, phƣơng pháp mới trong bài làm cũng chính là một phong cách khoa học tƣ duy... Nhƣ vậy, phong cách khoa học của học sinh có thể đƣợc rèn luyện thông qua việc chọn bài tập để các em làm, nhƣng còn có thể rèn luyện qua việc chữa bài cho các em nữa. Khi chữa bài tập, đề cao khâu phân tích đầu bài, nhấn mạnh và làm thƣờng xuyên khâu tóm tắt đầu bài, suy nghĩ khái quát để vạch phƣơng hƣớng chung trƣớc rồi sau đó mới đi vào cụ thể, dần dần sẽ hình thành ở học sinh nếp quen nhƣ vậy. Đối với những bài toán phức tạp, nhiều hiện tƣợng thí nghiệm, nhiều phƣơng trình phản ứng (thí dụ bài tập 35 trang 66) khi chữa cần cho các em thấy không nên sa vào cụ thể từng trƣờng hợp mà nhìn toàn bài, viết đầy đủ các phƣơng trình phản ứng đã, bức tranh toàn diện sẽ giúp ta nhìn ra vấn đề cần giải quyết ngắn gọn hơn. Chữa bài cần phê phán cách giải dài dòng và khuyến khích những cách giải ngắn gọn, hay, thông minh; phân tích cái hay của phƣơng pháp đó để học sinh có thể nhân nó cho những trƣờng hợp khác. Nhƣng cái chính là phải để các em thấy đƣợc cái hay của phƣơng pháp. Thí dụ: (Trong giáo trình luyện tập BT. H.H năm thứ 4 Khoa Hóa) Cho 20 gam hỗn hợp hai kim loại Mg và Fe tác dụng với axit HCl dƣ thu đƣợc 1 gam khí H2. Hỏi rằng khi cô cạn dung dịch sau phản ứng ta thu đƣợc bao nhiêu gam muối? Phân tích: Là một bài toán hỗn hợp nhƣng không hỏi thành phần mà lại hỏi khối lƣợng của cả hỗn hợp muối nên có thể không cần đi theo phƣơng pháp thông thƣờng vẫn làm là: tính thành phần của Mg, Fe rồi từ đó tính lƣợng của 70 từng muối và cuối cùng cộng lại. Bài cho 1g H2 nhƣ thế chứng tỏ đã có 1ptg HCl phản ứng. Lƣợng Cl - còn lại trong dung dịch sẽ nằm ở dạng hợp chất với kim loại (muối). Vậy mmuối = m kl + mCl- mmuối = 20 + 35,5 = 55,5 g Tóm lại: cần phải rèn cách suy nghĩ và giải quyết vấn đề cho học sinh nên phải dạy các em tiến trình giải một bài tập hóa học: bắt đầu từ đâu và diễn biến tiếp theo theo trình tự nhƣ thế nào. Chẳng hạn có thể cho các em thấy tiến trình giải một bài tập nhận biết cần qua các bƣớc: 1/ Phân tích các đặc tính để nhận biết. 2/ So sánh những tính chất giống nhau và khác nhau giữa các chất. 3/ Chọn cách làm đơn giản nhất thông qua chữa cụ thể một hoặc một số bài tập cùng loại...) Việc phân chia biện pháp rèn luyện từng yếu tố tạo nên năng lực giải bài tập hóa học, nhƣ trình bày trên đây là hết sức tƣơng đối. Một bài tập không phải chỉ có tác dụng rèn luyện một mặt nào đó mà trái lại nó có tác dụng rất toàn diện, nếu nhƣ biết lựa chọn và khai thác tốt. Đồng thời ngay những yếu tố đó cũng không độc lập với nhau mà có tác động qua lại lẫn nhau, ảnh hƣởng đến quá trình phát triển và hoàn thiện của nhau, cho nên khi ta chú trọng rèn luyện thành phần này thì những thành phần khác cũng rất tự nhiên đƣợc rèn luyện. Trên đây là một số suy nghĩ về biện pháp bồi dƣỡng năng lực giải bài tập cho học sinh phổ thông. Muốn quá trình này đạt kết quả cao, phải thực hiện thƣờng xuyên trong tất cả các khâu của quá trình dạy học. 71 Thầy chỉ đạo, nhƣng bản thân học sinh phải có hứng thú và quyết tâm học tập, chủ động và tích cực trong việc tìm tòi vận dụng kiến thức, có ý thức tìm giải nhiều bài tập nhất là những bài tập khó. Ngoài ra cũng cần phải đƣợc quan tâm đúng mức đến các điều kiện khác, phục vụ cho học tập và giảng dạy. Sự thiếu thốn các thiết bị đồ dùng, hóa chất để tiến hành thí nghiệm trên lớp, để tổ chức các buổi thực hành... gây trở ngại lớn trong việc tiếp thu kiến thức, hạn chế nhiều tới rèn luyện các kỹ năng cần thiết của bộ môn. 72 E. KẾT LUẬN 1/ Năng lực có bản chất xã hội và hoạt động. Năng lực phát triển thuận lợi nếu đƣợc dựa trên những yếu tố tƣ chất bẩm sinh, nhƣng chính năng lƣc học không có tính chất bẩm sinh. Việc hình thành và phát triển năng lực giải bài tập hóa học gắn liền với quá trình luyện tập lâu dài, giải một hệ thống phong phú các bài tập hóa học đủ các kiểu loại khác nhau. Kiến thức chính xác, hệ thống; Kỹ năng vận dụng tốt, là những điều kiện hình thành nên những thành phần của năng lực giải bài tập hóa học. Hiểu chính xác các định luật, khái niệm hóa học, biết khai thác các kiến thức thông qua các hiện tƣợng hóa học, có óc tƣởng tƣơng... là những nét đặc trƣng cho khả năng học tập bộ môn và đó cũng là tiền đề để giải quyết có chất lƣợng các bài tập hóa học. 2/ Năng lực giải bài tập hóa học có cấu trúc phức tạp, đƣợc tạo thành do nhiều yếu tố, những yếu tố này luôn tác động qua lại lẫn nhau, bổ sung cho nhau trong quá trình phát triển. Đó là những yếu tố thuộc về tƣ duy và về nhân cách đảm bảo cho hoạt động giải bài tập hóa học đạt kết quả cao. Những yếu tố đó bao gồm: a/ Năng lực tƣ duy chính xác, khái quát cao. b/ Năng lực tƣ duy linh hoạt và sáng tạo. c/ Hứng thú nhận thức và lòng tự tin. d/ Phong cách làm việc khoa học. Giải có kết quả một bài tập hóa học là do sự phối hợp nhuần nhuyễn tất cả các yếu tố trên. 73 Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã có ý thức tập trung vào đối tƣợng học sinh giỏi, nhƣng do thời gian và nhiều điều kiện khác nên kết quả nghiên cứu về các em này chƣa nhiều. Những kết luận rút ra về các yếu tố tạo nên năng lực giải bài tập hóa học của học sinh phổ thông, mới chỉ là phác họa ban đầu những nét dễ nhận thấy trong hoạt động giải bài tập hóa học. Còn phải chờ nhiều công trình nghiên cứu công phu nữa mới hy vọng làm sáng tỏ các yếu tố đó. Cũng là bƣớc đầu, trên cơ sở các kết quả điều tra, kết hợp với kinh nghiệm bản thân, chúng tôi đề xuất một số biện pháp bồi dƣỡng năng lực giải bài tập hóa học cho học sinh phổ thông. Nhƣng do thời gian hạn chế, nên chúng tôi chƣa tiến hành thực nghiệm đƣợc những biện pháp này để có thể xác nhận tác dụng thiết thực của nó. Quá trình nghiên cứu để hoàn thành đề tài này bản thân tôi đã đƣợc nâng lên về trình độ chuyên môn, phƣơng pháp nghiên cứu khoa học, nghị lực làm việc, đặc biệt là đã có tình cảm thực sự đối với việc nghiên cứu một vấn đề về khoa học giáo dục./. 74 G. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 - Jacôpxơn P.M. Tâm lý học sáng tạo nghệ thuật. Nxb. Trí thức, M., 1971 2 - Những vấn đề của tâm lý học. Sự phát triển những tƣ tƣởng của Lênin trong tâm lý học năng lực Xô viết. Nxb. Giáo dục, M., 1970 3 - Lê in chiep A.N. Về quan điểm lịch sử trong việc nghiên cứu tâm lý học trong tâm lý học Liên xô.Nxb Tiến bộ M.1978. 4 - Rubin stêin X.L. Những vấn đề năng lực và những vẫn đề lý luận tâm lý học “ Những vấn đề tâm lý học” số 9- M. 1960. 5 - Lê in chiep A.N. Hoạt động ý thức nhân cách Nxb ? – 1977 Bản dịch của viện NCKHGD Hà Nội 6 - Một số vẫn đề tâm lý học đại cƣơng tập 1. Tủ sách ĐHSP Hà Nội I. 7- Đề cƣơng bài giảng tâm lý học đại cƣơng ĐHSP Hà Nội 1975. 8 - V.A. KơRutecki. Tâm lý năng lực toán học của học sinh Nxb giáo dục Hà Nội 1973. 9 - CôValiôp.A.G. Tâm lý học cá nhân tập 2 Nxb GD Hà Nội 1971. 10 - Platonop K.K những vấn đề năng lực Nxb khoa học M.1972 11 - Luận án cấp II Nguyễn Ánh Tuyết.Một số đặc trƣng tâm lý của trẻ em có năng khiếu thơ. ĐHSP. Hà Nội 1979 12 - Phƣơng pháp mới trong giáo dục Hồ Ngọc Đại - Lê Khanh. ĐHSPHN II 13 - Một số vấn đề tâm lý học sƣ phạm và lứa tuổi học sinh Việt Nam Nxb GD Hà Nội 1975 14 - Tâm lý học sƣ phạm và lứa tuổi. 15 - Những phẩm chất tƣ duy cần tăng cƣờng bồi dƣỡng cho 75 MỤC LỤC A- MỞ ĐẦU ................................................................................................................................................. 1 B- NĂNG LỰC GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC ................................................................................................ 4 I. Một số vấn đề về năng lực. .................................................................................................................... 4 II. Năng lực giải bài tập hóa học. ............................................................................................................ 11 C. TÌM HIỂU CẤU TRÚC NĂNG LỰC GIẢI BÀI TẬP CỦA HỌC SINH CẤP III ............................... 17 I. Năng lực tƣ duy chính xác và khái quát cao. ....................................................................................... 18 II. Năng lực tƣ duy linh hoạt sáng tạo ..................................................................................................... 30 III. Hứng thú nhận thức và lòng tự tin. ................................................................................................... 40 IV. Phong cách làm việc khoa học .......................................................................................................... 46 D. PHƢƠNG PHÁP BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC CHO HỌC SINH ............ 52 I. Rèn tƣ duy chính xác, khái quát cao .................................................................................................... 52 II. Rèn tƣ duy linh hoạt và sáng tạo ........................................................................................................ 61 III. Bồi dƣỡng hứng thú, lòng tin. ........................................................................................................... 64 IV. Rèn luyện phong cách làm việc khoa học ......................................................................................... 68 E. KẾT LUẬN ............................................................................................................................................ 72 G. TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................................... 74